美国麻省理工学院（MIT）研究团队发现，在深度睡眠期间，若对大脑精准投放一段仅 50 毫秒的粉红噪音，可放大脑部慢波与脑脊髓液（CSF）的冲刷幅度。团队表示，这是目前所知首次能够主动增强睡眠中 CSF 流量的方法。
这项成果于 9 月 9 日发表于《Science Translational Medicine》，由 MIT 电机工程与计算机科学系副教授 Laura Lewis 领衔，论文第一作者为 Joshua Levitt。研究已在 14 名健康成人中完成验证，团队下一步准备将技术带入临床人群测试。
Laura Lewis 表示：「我们能在睡眠中把 CSF 冲刷波的振幅放大，就我们所知，过去从没有方法能做到这件事。现在我们已经能在健康成人的睡眠中强化 CSF 流动，接下来很期待把这项技术带进临床族群，看看能发挥什么效果。」
深睡期的脑脊髓液清除机制
研究指出，大脑在白天活动时会持续积累乳酸、代谢耗损蛋白质等废弃物；进入睡眠后，脑脊髓液会反复进出大脑，将这些代谢废物带离脑部，这一过程被视为维持大脑健康的重要机制。
Lewis 团队早在 2019 年就曾利用功能性磁振造影（fMRI）观测到睡眠中的 CSF 波动，并发现这种波动与深度睡眠中的低频脑电活动，也就是慢波，存在紧密同步关系。这次研究进一步测试的问题是：如果通过人为方式增强慢波，是否也能同步放大 CSF 的冲刷力道。
此前已有研究显示，只要在慢波波峰出现的精确时刻给予听觉刺激，就有机会放大慢波振幅。Lewis 将这一过程比作推秋千：只要在正确的瞬间出力，摆动幅度就会更大。团队此次的核心难点，是如何实时抓住这个时机。
50毫秒粉红噪音如何命中慢波波峰
研究所采用的听觉刺激是一段 50 毫秒的粉红噪音。粉红噪音与白噪音一样覆盖人耳可听频率，但低频音量更大、高频更柔和，听感接近稳定雨声或远处瀑布声，刺激相对温和，不会轻易唤醒受试者。
为了在慢波波峰出现时精准播放这段声音，研究人员需要实时监测受试者脑电图（EEG）信号。同时，实验又必须借助 fMRI 观察 CSF 流动，但 fMRI 的磁场会干扰 EEG 判读。为处理这一问题，团队开发出一套算法，可在不到 100 毫秒内滤除 fMRI 造成的噪声；考虑到这段处理延迟，团队还建立预测模型，提前估算慢波波峰出现时间，再将粉红噪音送到对应时点。
14名健康成人实验结果
实验结果显示，这段极短的粉红噪音确实同时放大了受试者睡眠中的慢波振幅与 CSF 波动幅度。fMRI 数据还显示，慢波会刺激脑血管收缩与扩张，类似一个泵浦，将 CSF 主动推出大脑，这也解释了为何慢波增强后，CSF 的冲刷力道会随之上升。
论文还提到，慢波只出现在非快速动眼期（non-REM）睡眠，且睡眠越深，慢波越明显。
研究仍处早期阶段
这项成果目前仍属于早期概念验证。参与实验的仅有 14 名健康成人，尚未在失智症等临床人群中测试。至于这种方法能否延伸到疾病预防，或是否可能逆转病程，仍需更大规模研究确认。
声音刺激介入睡眠本身也并非没有争议。此前有研究指出，若采用不同步、持续播放的粉红噪音，虽然可能提高深睡期（N3）比例，但也可能让 REM 睡眠减少约 19 分钟，显示声音干预对整体睡眠结构的影响仍待讨论。MIT 团队强调，这次方法的关键在于刺激必须精准命中慢波波峰，而不是像部分助眠 App 那样持续播放，这也是团队投入大量工程工作处理 EEG 实时运算延迟的原因。
下一步：临床测试与居家设备
团队接下来计划继续观察，强化后的 CSF 流动是否能带来更具修复作用的睡眠，尤其是对失眠患者的意义；另一个重点方向，是评估加速废物清除能否延缓阿尔茨海默症等神经退行性疾病病程。
Joshua Levitt 表示：「大脑废物清除对阿尔茨海默症与其他失智症非常关键，这类疾病部分成因就是类淀粉蛋白（amyloid）与 tau 蛋白在脑中持续堆积。如果我们能改善大脑的废物清除效率，或许就有机会预防这些斑块堆积、进而延缓疾病发生。」
Levitt 目前已着手创业，目标是开发居家可用的设备，例如头带，让用户在家中也能通过精确时机的听觉刺激增强 CSF 流动。
该研究获得 McKnight Scholar Award、Sloan Fellowship、Pew Biomedical Scholars Award、Simons Foundation、MIT EECS Transformative Research Fund 以及美国国立卫生研究院（NIH）等机构资助。